Способ автоматического регулирования процесса диазотирования

ского 2 ил. автомаоцессов можетской промьппленности.Цель иэобр выхода красит колористическ ние етения - увели елей и улучшен их свойств, редставлена сх го регулирован рования; на фи горитма управл м На Фиг.1 и томатическо я про.2 ния. цесса диаэоти 4блок-схема ал ГОСУДАРСТВЕННЬЙ НОМИТЕпо изоБРетениям и отнРытияПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИДБТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ АВТОВАНИЯ ПРОЦЕССА(57) Изобретениематизации технолполучения азокраиспользовано в хленности и позвоход красителей иристические свойстабилизируют обнатрия в первойпарата в зависимции азотистой ки С.И,Дворецкий,А.Н.Полежаев 088.8)видетельство СССР09 В 39/00, 1982.детельство СССР09 В 39/00, 1985.МАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИР ЛИАЗОТИРОВАНИЯотносится к автоогических процессов сителей, может быть имической промьппляет увеличить выулучшить их колоства. С этой целью щий расход нитрита и второй, секциях ап ости от концентраслоты в этих секИзобретение относитс изации технологических олучения азокрасителей ыть использовано в хим циях, стабилизируют температуру на выходе аппарата диаэотирования изменением подачи хладагента в последнюю секцию аппарата, измеряют "проскок" твердой Фазы амина на выходе аппарата диазотирования, регулируют температуру во второй секции аппарата изменением подачи теплоагента в первую секцию аппарата, если "проскок" амина и концентрация азотистой кислоты на выходе аппарата диаэотирования превышают заданные значения, регулируют расход солянокислой суспензии в питании реактора, если "проскок" твердой Фазы амина на выходе реактора диазотирования превьппает заданное значение, а концентрация азотистой кислоты на выходе аппарата диазотирования ниже заданной, . ва нли если "проскок" твердой Фазы амина на выходе аппарата диаэотирования ниже заданного значения, а концентрация азотистой кислоты на выходе аппарата вьппе заданной,Система управления (Фиг, 1) содер жит датчик 1, регулятор 2, регулирую щий клапан 3 расхода суспензии амина, датчик 4, регулятор 5, регулирующий клапан б общего расхода нитрита натрия, анализатор 7, регулятор 8, регулирующий клапан 9 расхода нитрита натрия во вторую секцию аппарата, анализатор 10, регулятор 11 регулирующий клапан расхода нитрита натрия в первую секцию аппарата, датчик 13 температуры во второй сек 1534047пии аппарата, логическое устройство14, регулятор 15, регулирующий клапан 16 расхода хладагента в первуюсекцию аппарата, датчик 17 температуры на выходе аппарата диаэотирова 5ния, регулятор 18, регулирующийклапан 19 расхода хладагента в последнюю секцию аппарата, датчик 20количества ("проскока") твердой фазыаминя и датчик 21 концентрации азотистой кислоты на выходе аппаратадиазотирования.Способ автоматического регулирования процесса диазотирования осу ществляется следующим образом,Автоматическая система регулирования, включающая,цатчик 1 расхода,выход которого связан с регулятором2, воздействующим на клапан 3, стабилизирует расход суспензии амина.Коррекция задания регулятору 2 осуществляется логическим устройством(ЛУ) 14, сигнал с которого подаетсянепосредственно на регулятор 2. ЛУ14 задаются требуемье значения кон-.центрации азотистой кислоты в диазотаторе на выходе аппарата, температуры во второй секции аппарата, атакже допустимая величина "проскока"твердой фазы амина на выходе аппарата диаэотирования, 11 а вход ЛУ 14поступают сигналы с датчика 21, пропорциональной концентрации азотистойкислоты в,циазотаторе, датчика 20,пропорциональный "проскоку" твердой 35фазы амина, датчика 13 температуры,Работу автоматический системырегулирования поясняет блок"схема(на Фиг.2).Сигнал с датчика 20 "проскока"твердой фазы амина, датчика 21 концентрации азотистой кислоты и датчика 13 температуры во второй секцииаппарата поступают на ЛУ 14. Еслизначениепроскока твердой Фазын н45амина превышает допустимое значение"проскока" а значение концентвыхрации азотистой кислоты Снавыходе аппарата не превьппает задансного С взначения, то с. ЛУ поступает 50управляющий сигнал на регулятор 2расхода с целью уменьшения расхода.6 солянокислой суспензии аминаЬна вход аппарата диаэотирования.Уменыпение расхода приводит к увеличению времени пребывания частицамина в аппарате и, как следствиеэтого, к уменьшению 1 нпроскока твердой фазы амина на выходе аппарата диаэотирования,Если же значение"проскока"твердой фазы амина превьппает допустимое значение"проскока",и значение концентрации азотистойкислоты Сд на выходе аппарата тоже превьппает заданное С п значениевзв,концентрации, тогда в ЛУ 14 производится сравнение значения температуры Т во второй секции аппаратаи допустимого значения ТАтемпературы во второй секции. Если значегние температуры Т во второй секцииапревышает допустимое значение Т 4 ,то с ЛУ 14 поступает сигнал на регулятор 2 расхода с целью уменьшениярасхода Ссолянокислой суспензииамина на вход аппарата диаэотирования,Если значение температуры Тво второй секции не превьппает допустимое значение Т , то с ЛУ 14поступает сигнал на регулятор 15 рас.хода хладагента с целью уменьшенияподачи хладагента в первую секциюаппарата. Это приводит к увеличениютемпературы реакционной массы секции и, следовательно, к улучшениюрастворения твердых частиц амина,В результате этого уменьшается значение"проскока" амина на выходеаппарата,Если же значение"проскока"твердой фазы амина не превьппает допустимое значение, "проскока",а значение концентрации азотистойпыхкислоты С на выходе аппарата предкъаАвышает заданное Сзначение, то сЛУ 14 поступает сигнал на регулятор2 расхода, с целью увеличения расохода С солянокислой суспензииамина на вход аппарата диазотирования, так как повьппенная концентравыхция Сазотистой кислоты при отсутствии"проскока" на выходе ап"парата говорит о недостатке амина,В случае, если значение"проскока" твердой Фазы амина и значениевылконцентрации азотистой кислоты Сна выходе аппарата не превьппаютзаданных значений, система автоматического регулирования управляющийсигнал не вырабатывает, так какпроцесс протекает нормально,Управляющие воздействия вырабатываются дискретно, Это вызвано50 5 1534тем, что объект имеет большое транспортное запаздывание по каналам регулирования, Поэтому сначала вырабатывается импульсный сигнал управле 5ния, который поступает, в зависимости от ситуации, либо на регулятор2, либо на регулятор 15, Затем,спустя некоторое время й, система делает следующий анализ ситуации ивырабатывает следующий импульсныйсигнал управления.Автоматическая система регулирования, включающая датчик 4 расхода,выход которого связан с регулятором 5, воздействующим на клапан 6, стабилизирует общий расход нитрита натрия в аппарат.Концентрацию азотистой кислоты в первой и второй секциях аппарата диаэотирования контролируют с помощью анализаторов 7 и 10 состава, .Сигналы с анализаторов 7 и 10 поступают на регуляторы 8 и 11 соответственно, которые, воздействуя на кла б паны 9 и 12, регулируют подачу нитрита во вторую и первую секции аппарата.Автоматическая система регулирования, включающая датчик 17 температуры, выход которого связан с регулятором 18, воздействующим на клапан . 19, стабилизирует температуру на выходе аппарата диазотирования.П р и м е р. В качестве метода исследования работы автоматической ,:системы регулирования используют метод математического моделирования, Составляют математическую модель процесса регулирования труднораствори мых аминов, Программа для расчета модели написана на алгоритмическом языке ПЛ/1. Исследование работы АСР проводится на ЭВМ ЕС 16. ЗадаютсяваА моль 4 следующие значения: С = 0,0096 в в :. д" 0,57; Т = 14 С,Зти данные взяты из регламента напроизводство пигмента алого,П р и м е р 1. Изменилась концентрация амина на входе в аппаратмоль мольС =01 -- наС =03 -- .НаД В А э чальный расход суспенэии амина Сощ 0,27 л/с.На выходе имеем следующие значениявью - з моль=2,17.; Сд= 25 1 О 47 6Уменьшаем расход Г до 0,01 л/с,На выходе имеем= 0,102; С ,моль2 3 -- .л Увеличиваем расход до С =0,09 л/с.На выходе имеем= 0,217 и Свнемоль= 310л В итоге значение "проскока" твердой фазы амина и концентрации азотистой кислоты не превышает допустимых значений.П р и м е р 2. Изменился гранулометрический состав(г) суспензии амина на входе в аппарат диазотирования. Начальный расход суспензии амина С= 0,027 л/с.На выходе имеем следующие значегвих моль ния:= 0 01% Сдк = 0 9Е фа дК 1 Т = 11 С.оУвеличиваем расход до С= 0,045 л/с. На выходе имеем-"0,6 ХС= 0,33 -- .л аПовышаем температуру до Т = 12 С.вв 1 хИмеем на выходе= 0,6% Смоль0,31лйЕще увеличиваем температуру Т14 С. Получаем 3 = 0,5 Х Сц,моль0 023 в , ,Увеличиваем расходф ламина С = 0,05 л/с. Получаем0,457. Сд, = 0,01В результате действий системы значение "проскоков" твердой фазы амина и значение концентрации азотистой кислоты на выходе аппарата не превьппает допустимых значений.Необходимость использования алгоритмов управления, реализованных с помощью логического устройства, следует из следующих соображений. Если использовать вместо предлагаемого алгоритма два обычных контура регулирования по "проскоку" амина и концентрации азотистой кислоты на выходе аппарата, то может возникнуть следующая ситуация, Пусть значение "проскока" твердой фазы амина на выходе реактора выше допустимого значения и значение концентрации азотистой кислоты на выхо 1534047де также выше заданного значения.Такая ситуация вполне реальна, Тогда контур регулирования по проско 1ку уменьшает расход солянокислойсуспензии амина на входе в реактор,а контур регулирования по азотистойкислоте наоборот - увеличивает, чтоприводит к потере устойчивости всейсистемы автоматического регулирования процессом диазотирования,Таким образом, предлагаемыи способ регулирования процесса диазотирования обладает следующими преимуществами по сравнению с известным, Учитывается влияние нескольких возмущающих воздействий, действующих на процесс одновременно, за счет применения алгоритма управления, реализуемого ЛУ, тем самым повышаются колористи-.оческие свойства продукта,Определение значений управляющихвоздействий (расхода суспензии, аминана входе в аппарат, расхода. хладагента в первую секцию аппарата.) осущест" 25вляется с высокой точностью за счетизмерений дополнительных координатсостояния объекта, что приводит ксокращению расходных норм сырья.Распознавание причин рассогласо-. .1 Ования текущих значений регулируемыхпараметров и заданных и дискретнаяреализация управляющих воздействийв условиях большого транспортногозапаздывания по каналам регулированияпозволяет повысить качество регулирования и запас устойчивости системы управления, что приведет к стабильности качества продукта,Экономическая эФФективность призаданной производительности 500 ткрасителя в год достигается за счетувеличения степени превращения аминана 1,5 по сравнению с базовым вариантом. 45Формула изобретенияСпособ автоматического регулирования процесса диаэотирования, вклю 50 чающий стабилизацию общего расхода ннтрита натрия в аппарат диазотирования, температуры на выходе аппарата диазотирования изменением подачи .хладагента в последнюю секциюаппарата, концентрации азотистойкислоты в первой и второй секцияхаппарата диазотирования изменениемподачи нитрита натрия в эти секции,регулирования суспенэии амина в первую секцию аппарата диазотирования,температури,во второй секции аппарата диаэотирования изменением подачитеплоагента в эту секпупо и.измерение количества твердой фазы аминаи концентрации азотистой кислотына выходе аппарата диазотированияо т л и ч а ю щ н й с я тем, что,с целью увеличения выхода красителейи улучшения их колористическихсвойств, сравнивают измеренные значения температуры во второй секцииаппарата диазотирования, количестватвердой фазы амина и концентрацииазотистой кислоты на выходе аппаратадиазотирования с допустимыми значениями, при достижении измеренногозначения количества твердой Фазыамина на выходе аппарата диазотирования допустимого значения уменьшаютподачу суспензии амина в первую секцию аппарата диаэотирования, придостижении измеренного значения концентрации азотистой кислоты на выходе аппарата диазотирования допустимого значения увеличивают подачусуспензии амина в первую секцию аппарата диазотирования, при достижении текущих значений количества твердой фазы амина и концентрации азотистой кислоты на выходе, аппарата диазотирования допустимых значенийувеличивают температуру во второйсекции аппарата диазотирования, апри достижении текущих значенийколичества твердой фазы амина и концентраций азотистой кислоты на выходе аппарата диазотирования и температуры во второй секции аппаратадиаэотирования допустимых значенийуменьшают подачу суспенэии амина впервую секцию аппарата диазотирования,